煤层瓦斯含量快速预测装备的微机电系统设计与应用

本文主要探讨了煤层瓦斯含量预测过程中对样煤瓦斯含量精确测量的需求。在实际操作中，由于样煤的瓦斯解吸速率随着时间的推移会逐渐减小，这就要求所使用的气体流量传感器具备极低的损耗性能，以便准确捕捉到这一动态过程。因此，研究者采用了微机电系统(MEMS)流量传感器FS4001作为核心组件。FS4001传感器利用其混合信号处理器的12位A/D转换技术，实现了对气体流量的高效实时采集。 传感器与后续的信号处理系统相结合，通过对样煤瓦斯解吸速率随时间变化的幂函数关系进行数学建模，运用最小二乘法等统计方法，实现了自动拟合和推导出自然状态下样煤解吸的瓦斯总量。这种设计不仅考虑了数据采集的准确性，还具备多组数据存储、时间设定、解吸速率曲线显示以及瓦斯总量的逻辑推导和损失量的精准拟合等功能，极大地提高了数据处理的效率和精度。 本文的工作在微气体测量领域具有显著的应用价值，特别是在煤层瓦斯管理、矿井安全监控和资源评估等方面，能够提供科学的数据支持。该装备的开发和优化，旨在提升煤层瓦斯含量预测的精度和效率，对于推动煤炭行业智能感知与控制技术的进步具有重要的现实意义。 关键词：微机电系统（MEMS）、流量传感器、曲线拟合、最小二乘法。该研究论文被收录于中图分类号TD712+.55，表明其在工程技术领域的专门性，同时被赋予文献标识码A，强调了其学术质量。文章编号1672-7169(2014)001-0005-04，揭示了其在学术期刊上的具体位置，便于读者追踪和引用。